Praktisch jeder Planet im Sonnensystem hat Monde. Die Erde hat den Mond, der Mars hat Phobos und Deimos und Jupiter und Saturn haben 67 bzw. 62 offiziell benannte Monde. Selbst der kürzlich herabgestufte Zwergplanet Pluto hat fünf bestätigte Monde - Charon, Nix, Hydra, Kerberos und Styx. Und selbst Asteroiden wie 243 Ida können von Satelliten umkreist werden (in diesem Fall Dactyl). Aber was ist mit Merkur?
Wenn Monde im Sonnensystem so häufig vorkommen, warum hat Merkur dann keine? Ja, wenn man fragen würde, wie viele Satelliten der Planet hat, der unserer Sonne am nächsten ist, wäre das die kurze Antwort. Eine gründlichere Beantwortung erfordert jedoch, dass wir den Prozess untersuchen, durch den andere Planeten ihre Monde erworben haben, und herausfinden, wie diese auf Merkur zutreffen (oder nicht zutreffen).
Um alles aufzuschlüsseln, gibt es drei Möglichkeiten, wie ein Körper einen natürlichen Satelliten erwerben kann. Diese Ursachen wurden dank jahrzehntelanger Astronomen und Physiker ermittelt, die die verschiedenen Monde des Sonnensystems studierten und ihre Umlaufbahnen und Zusammensetzungen kennen lernten. Infolgedessen haben unsere Wissenschaftler eine gute Vorstellung davon, woher diese Satelliten kamen und wie sie ihre jeweiligen Planeten umkreisten.
Ursachen natürlicher Satelliten:
Erstens kann sich ein Satellit (oder Satelliten) aus einer zirkumplanetaren Materialscheibe bilden, die einen Planeten umkreist - ähnlich einer protoplanetaren Scheibe um einen Stern. In diesen Szenarien verschmilzt die Scheibe allmählich zu größeren Körpern, die massiv genug sein können oder nicht, um ein hydrostatisches Gleichgewicht einzugehen (d. H. Sphärisch zu werden). Auf diese Weise sollen Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun den größten Teil ihrer größeren Satelliten erworben haben.
Zweitens können Satelliten erfasst werden, wenn ein kleiner Körper von der Schwerkraft eines größeren Körpers erfasst wird. Es wird angenommen, dass dies der Fall ist, wenn es um Mars-Monde von Phobos und Deimos sowie um Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus 'kleinere, unregelmäßige Monde geht. Es wird auch angenommen, dass Neptuns größter Mond, Triton, einst ein transneptunisches Objekt (TNO) war, das aus dem Kuipergürtel ausgeworfen und dann von Neptuns Schwerkraft erfasst wurde.
Schließlich besteht die Möglichkeit, dass Monde das Ergebnis massiver Kollisionen sind, die dazu führten, dass ein Planet einen Teil seines Materials in den Weltraum schleuderte, der sich dann zu einem Satelliten im Orbit zusammenschloss. Es wird allgemein angenommen, dass der Mond so entstanden ist, als vor 4,5 Milliarden Jahren ein marsgroßes Objekt (oft als Theia bezeichnet) mit ihm kollidierte.
Hügelkugel:
Eine Hill Sphere, auch als Roche-Kugel bekannt, ist eine Region um einen astronomischen Körper, in der sie die Anziehungskraft von Satelliten dominiert. Die Außenkante dieses Bereichs bildet eine Oberfläche mit Nullgeschwindigkeit - die sich auf eine Oberfläche bezieht, die ein Körper mit gegebener Energie nicht überqueren kann, da er auf der Oberfläche eine Geschwindigkeit von Null haben würde. Um einen Planeten zu umkreisen, muss ein Mond eine Umlaufbahn haben, die in der Hügelkugel des Planeten liegt.
Mit anderen Worten, eine Hügelkugel nähert sich dem Einflussbereich der Gravitation eines kleineren Körpers angesichts von Störungen durch einen massereicheren Körper (d. H. Den Elternstern) an. Wenn es sich also um Objekte im Sonnensystem handelt, ist alles innerhalb der Hügelkugel eines Planeten an diesen Planeten gebunden, während alles außerhalb des Planeten an die Sonne gebunden ist.
Ein perfektes Beispiel dafür ist die Erde, die den Mond angesichts der überwältigenden Schwerkraft der Sonne in ihrer Umlaufbahn halten kann, weil sie in der Hügelkugel der Erde umkreist. Leider hat Merkur deshalb keine eigenen Monde. Kategorisch ist es nicht in der Lage, eine zu bilden, eine zu erfassen oder eine aus Material zu erwerben, das in die Umlaufbahn ausgestoßen wird. Und hier ist der Grund:
Quecksilbergröße und Umlaufbahn:
Angesichts der geringen Größe von Merkur (dem kleinsten Planeten im Sonnensystem) und seiner Nähe zur Sonne ist seine Schwerkraft zu schwach (und seine Hügelkugel zu klein), um einen natürlichen Satelliten zu erhalten. Wenn sich ein großes Objekt heute Merkur nähert, bis es tatsächlich in seine Hügelkugel gelangt, wird es wahrscheinlich stattdessen von der Schwerkraft der Sonne erfasst.
Eine andere Art und Weise, wie Merkur keinen Mond hätte erwerben können, hat mit der Materialknappheit in seiner Umlaufbahn zu tun. Dies kann auf Sonnenwinde und die Kondensationsradien leichterer Materialien zurückzuführen sein, bei denen Spurenstoffe wie Wasserstoff und Methan während der Bildung von Quecksilber näher an der Sonne in gasförmiger Form verblieben und von dort weggefegt wurden. Dies ließ nur Elemente wie Eisen und Nickel in fester Form zurück, die sich dann zu Merkur und den anderen terrestrischen Planeten zusammenschlossen.
In den frühen 1970er Jahren dachten Astronomen eine Zeit lang, der Merkur könnte einen Mond haben. Instrumente an Bord der NASA Mariner 10 Raumfahrzeuge entdeckten große Mengen ultravioletter Strahlung in der Nähe von Merkur, von denen Astronomen glaubten, dass sie nicht dorthin gehörten. Einige vermuteten daher, dass diese Strahlung von einem nahe gelegenen Mond stammt. Leider verschwand die Strahlung am nächsten Tag und es wurde später entdeckt, dass die Quelle tatsächlich ein entfernter Stern war.
Leider scheinen Planeten, die zu nahe an der Sonne liegen, wie Merkur und Venus, dazu bestimmt zu sein, ohne natürliche Satelliten zu sein. Dann ist es gut, dass wir Erdlinge das Glück hatten, auf einer Welt zu leben, die weit genug von der Sonne entfernt ist und eine Hügelkugel hat, die groß genug ist, um einen Satelliten zu halten. Wir haben auch das Glück, dass die massive Kollision, die unseren Mond geschaffen hat, vor so langer Zeit passiert ist!
Wir haben mehrere Artikel für das Space Magazine über Mercury geschrieben. Hier ist ein Artikel über die Schwerkraft auf Quecksilber und hier sind einige Fakten über Quecksilber. Und hier ist ein Artikel, der die Frage beantwortet, wie viele Monde sich im Sonnensystem befinden.
Wenn Sie weitere Informationen zu Mercury wünschen, lesen Sie den NASA Solar System Exploration Guide und hier einen Link zur MESSENGER Misson Page der NASA.
Wir haben auch eine Episode von Astronomy Cast rund um Merkur aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 49: Merkur.
